Elucidación del sitio de reacción de calyxaminas A y B en la acetilcolinesterasa y diseño de un fármaco derivado de calyxaminas A y B potencialmente activo contra Alzheimer, por medio de nanotecnología computacional.

Francisco Carrascosa, Rodrigo Vargas

Resumen


Resumen

El objetivo de este trabajo fue diseñar un potencial nuevo fármaco inhibidor de la enzima Acetilcolinesterasa, tomando como base para su diseño, las propiedades farmacofóricas de Calyxaminas A y B y su sitio de enlace a la Acetilcolinesterasa, utilizando la innovadora técnica de Nanotecnología Computacional.

Para ello, se utilizaron programas computacionales de última generación, que apoyan actualmente las investigaciones nanotectológicas y bioinformáticas a nivel mundial como SYBYL®, Autodock, Gaussian®, VMD, UCFS Chimera® y otros.

Se elucidó el sitio de enlace de Calyxaminas A y B con la Acetilcolinesterasa y en base a este complejo construido virtualmente, se diseñaron miles de derivados que fueron completamente evaluados. Se analizó detalladamente las interacciones entre los farmacóforos de Calixaminas y sus derivados, con los residuos de aminoácidos en el sitio activo de Acetilcolinesterasa para seleccionar un candidato líder.

Al final de esta investigación se obtuvo un potencial fármaco como candidato líder con una afinidad de enlace mayor de la que poseen Calyxaminas A y B con la Acetilcolinesterasa.

Adicionalmente se determinó con exactitud cuál es el sitio en la enzima en el que se enlazan Calyxaminas A y B y sus derivados.

El impacto de esta investigación en la rama de la salud, es el aporte que representa para Guatemala la búsqueda de nuevos fármacos, que potencialmente puedan convertirse en líderes en el mercado, utilizando la técnica del diseño inteligente de medicamentos que ofrece la Nanotecnología Computacional.

Como valor agregado, se espera que trabajos de esta naturaleza, impulsen el desarrollo de la investigación científica en Guatemala para afrontar los retos del nuevo milenio.

El uso de Nanotecnología Computacional en el diseño de fármacos, es de un costo sumamente bajo en comparación con los costos actuales de las metodologías tradicionales en el diseño de drogas, lo cual implica que Guatemala tiene a su alcance la posibilidad de diseñar fármacos novedosos que sean alternativas de solución a problemas de salud específicos de nuestra región.

En cuanto al desarrollo de fármacos contra la Enfermedad de Alzheimer, esta alternativa ofrece la ventaja obtener uno o más candidatos líderes, al diseñar, elucidando “in sílico” el sitio activo de la enzima que se quiere inhibir y su interacción directa con el potencial fármaco, (no a manera de prueba y error como hasta ahora se realiza y que representa millones de dólares para obtener un candidato líder).

El producto de esta investigación (candidato líder y probable fármaco contra la Enfermedad de Alzheimer) puede llegar a convertirse en un futuro en un mejor tratamiento para esta enfermedad que actualmente alcanza a 17,000 personas en Guatemala (Asociación Guatemalteca contra el Alzheimer, 2007) y de impacto económico comercial a escala mundial en el tratamiento de una de las enfermedades más comunes de la tercera edad (Alzheimer´s Desease Internacional, 2009).

 

 


Palabras clave


Nanotecnología Computacional; calyxaminas; docking; diseño inteligente de drogas; acetilcolinesterasa; propiedades farmacofóricas

Citas


Referencias

Asociación Guatemalteca contra el Alzheimer. (2007). Informe Anual.

Alzheimer's Association. (2009). Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimer’s Dementia. 5(3), pp. 234-270.

Bagautdinov, B.; Yutani, K. (2008). Riken Structural Genomics-Proteomics, Initiative (Rsgi).

Cóbar, O.; Vásquez, A. (2005). Síntesis y Actividad Biológica de Calyxaminas y Calyxolanos, Dos Nuevas Clases de Productos Naturales Marinos. Resúmenes de Proyectos de Investigación, Dirección General de Investigación. Universidad de San Carlos de Guatemala, pp. 26-29.

Cachau, R.; Gonzalez-Nilo, F.; Ventura, N.; Fritts, N. (2007). In silico nanobio-design. A new frontier in computational biology. Current Topics in Medicinal Chemistry. 7(15), pp. 1537-40.

Gil-Néciga, E.; Gobartt, A. (2008). Treatment pattern of Alzheimer´s disease with cholinesterase inhibitors. Reviews of Neurology. 46(8), pp. 461-464.

Guo, J.; Hurley, M.; Wright J.; Lushington G. (2004). A docking score function for estimating ligand-protein interactions: application to acetylcholinesterase inhibition. Journal of Medicinal Chemistry. 22, pp. 5492-5000.

Harel, M.; Schalk, I.; Ehter-Sabatier, L.; Bouet, F.; Goeldner, M.; Hirth, C.; Axelsen, Ph.; Silman, I.; Sussamn, J. (1993). Quaternay ligand binding to aromatic residues in the active-site of acetylcholinesterase. Proccedings of the National Academy of Science, USA. 90, pp. 9031-9035.

Kubis, A.; Janusz, M. (2008). Alzheimer's disease: new prospects in therapy and applied experimental models. Posterapy High Medical Dosw (Online). Aug 5, 62, pp. 372-392.

Landmark, K.; Reikvam, A. (2008). Cholinesterase inhibitors in the treatment of dementia; are they useful in clinical practice? Tidsskr Nor Laegeforen. 128(3), pp. 294-297.

Lee, S.; Van H.; Yang, S.; Lee, K.; Kwon, Y.; Cho, W. (2009). Molecular design, synthesis and docking study of benz[b]oxepines and 12-oxobenzo[c]phenanthridinones as topoisomerase I inhibitors. Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters. 19(9), pp. 2444-2447.

Lucas, S.; Heim, R.; Negri, M.; Antes, I.; Ries, C.; Schewe, K.; Bisi, A.; Gobbi, S.; Hartmann, R. (2008). Novel aldosterone synthase inhibitors with extended carbocyclic skeleton by a combined ligand-based and structure-based drug design approach. Journal of Medicinal Chemistry. 51(19), pp. 6138-6149.

Massoulié, J.; Pezzementi, L.; Bon, S.; Krejci, E.; Vallette, F. (1993). Molecular and cellular biology of cholinesterases. Progress in Neurobiology. 41, pp. 31-91.

Pepeu, G.; Giovannini, M. (2009). Cholinesterase inhibitors and beyond. Current Alzheimer Research. 2, pp. 86-96.

Rodrıguez, A.; Cobar, O.; Padilla, O.; Barnes, C. (1997). Calyxamines A and B, Novel Piperidine Alkaloids from the Caribbean Sea Sponge Calyx podatypa. Journal of Natural Products, 60, pp. 1331-1333.

Shevtsov, P.; Shevtsova, E.; Burbaeva G. (2008). Effect of tacrine, amiridine, akatinol memantine, and triazolam on phosphorylation, structure, and assembly of microtubules from brain microtubular proteins in Alzheimer diseases. Bulletin of Experimental Biology Medicine. 145(2), pp. 218-222.

Song, C.; Lim, S.; Tong, J. (2009). Recent advances in computer-aided drug design. Advance Access, Oxford Journals, Brief Bioinform. 8 pp.

Taylor, P.; Radié, Z. (1994). The cholinesterases from genes to proteins. Annual Reviews in Pharmacology and Toxicology. 34, pp. 281-320.

Tiseo, P.; Perdomo, C.; Friedhoff, L. (1998). Metabolism and elimination of 14C-donepezil in healthy volunteers: a single-dose study. British Journal of Clinical Pharmacology. Suppl. 1, pp. 19-24.


Texto completo: PDF

Refbacks

  • No hay Refbacks actualmente.